基于OA 的船舶建造信息可視化管理系統(tǒng)

蒲鵬飛，朱文敏，丁怡文

（江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，上海 201913）

0 引言

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基，從根本上決定著一個國家的綜合實(shí)力和國際競爭力。制造業(yè)的發(fā)展直接影響到國民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展，也影響到國計民生和國防力量。因此，打造具有國際競爭力的制造業(yè)是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國的必由之路。近年來，我國制造業(yè)從高速度發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型，汽車和飛機(jī)等諸多傳統(tǒng)制造業(yè)已實(shí)現(xiàn)較為成功的轉(zhuǎn)型發(fā)展，反觀船舶制造行業(yè)，轉(zhuǎn)型遲遲未有較大進(jìn)展。該問題已引起諸多船舶行業(yè)從業(yè)者的重視，從企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能制造建設(shè)等多角度展開研究，各大船企也在數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能制造建設(shè)和可視化管理方面投入大量的人力、物力和財力展開積極探索。制約發(fā)展轉(zhuǎn)型的因素很多，船舶建造信息管理其一。

本文基于辦公自動化平臺（Office Automation,OA）[1]，構(gòu)建一個船舶建造信息可視化管理系統(tǒng)。通過網(wǎng)頁編程將場地、工具、工裝、設(shè)備及中間產(chǎn)品等船舶建造信息以動態(tài)圖形、彈窗文字等生動形象的方式進(jìn)行可視化管理，為推進(jìn)船舶企業(yè)生產(chǎn)管理轉(zhuǎn)型提供參考和建議對策。

1 研究現(xiàn)狀

國內(nèi)制造業(yè)對生產(chǎn)信息可視化的研究方法主要包括：1）利用應(yīng)用開發(fā)平臺和Echarts 商業(yè)級圖表開發(fā)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)智能車間可視化管控[2]；2）以DELMIA 軟件作為開發(fā)平臺，實(shí)現(xiàn)船舶建造計劃可視化仿真[3]。

在船舶制造行業(yè)，船舶建造信息主要有以下2種可視化表達(dá)形式：1）利用計算機(jī)輔助設(shè)計（Computer Aided Design, CAD）繪圖軟件，以全局地圖為基礎(chǔ)展示基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)能力及生產(chǎn)場地信息。然而，由于CAD 繪圖軟件圖面大小受限，即使可用多個圖層進(jìn)行表達(dá)，也只能表達(dá)少量文字信息，否則圖面會因元素過多而顯得雜亂，反而不利于信息讀取。2）將Word、Excel 和CAD 軟件相結(jié)合，以O(shè)ffice 軟件中的主要設(shè)備設(shè)施信息為基礎(chǔ)，通過插入CAD 全局地圖超鏈接的方式展示廠區(qū)內(nèi)船舶基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)能力及生產(chǎn)場地信息。這種表達(dá)信息的方式雖然足以支撐用戶使用，但不夠直接，不夠生動形象，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時信息反饋，用戶讀取信息速度慢，信息傳遞不夠高效。

2 系統(tǒng)功能

2.1 系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)維護(hù)面向系統(tǒng)中各組成要素。系統(tǒng)維護(hù)層次結(jié)構(gòu)見圖1。按照維護(hù)對象的不同，基于OA 的船舶建造信息可視化管理系統(tǒng)的維護(hù)內(nèi)容包含2 類：1）OA 維護(hù)。一旦OA 出現(xiàn)問題或發(fā)生變化，就要修改OA 及有關(guān)文檔，即對系統(tǒng)中各種代碼進(jìn)行增加、刪除、修改以及設(shè)置新的代碼。OA 維護(hù)是系統(tǒng)維護(hù)最基本的內(nèi)容。2）數(shù)據(jù)庫及圖形庫維護(hù)。根據(jù)船舶建造信息的變化不斷更新數(shù)據(jù)，調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫及圖形庫維護(hù)是系統(tǒng)維護(hù)最重要的內(nèi)容。

圖1 系統(tǒng)維護(hù)層次結(jié)構(gòu)圖

2.2 權(quán)限管理

船舶建造信息數(shù)據(jù)量和用戶數(shù)量龐大，需要一個有效的管理體系進(jìn)行權(quán)限管理。本文提出的系統(tǒng)設(shè)有一個超級管理員進(jìn)行系統(tǒng)的整體把控，超級管理員擁有所有的權(quán)限，且其權(quán)限不可被修改和刪除。在超級管理員之下，設(shè)有若干個管理員，管理員可以增刪用戶，也可以對用戶密碼進(jìn)行修改。管理員需要對用戶的權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)格把控，嚴(yán)格按照企業(yè)保密要求分配權(quán)限。用戶享有登錄和修改密碼、查詢信息、上傳信息等權(quán)限，但其權(quán)限需要根據(jù)各自的崗位進(jìn)行界定。管理員與用戶權(quán)限層次結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 管理員與用戶權(quán)限層次結(jié)構(gòu)圖

2.3 信息管理

信息管理層次結(jié)構(gòu)見圖3，主要可分為3 類：

圖3 信息管理層次結(jié)構(gòu)圖

1）場地資源信息。該類信息包含整個廠區(qū)的區(qū)域分布圖、區(qū)域尺寸和區(qū)域布置信息，用戶可根據(jù)以上內(nèi)容了解廠區(qū)的大小和位置信息，也能得知某個區(qū)域布置有多少中間產(chǎn)品。

2）工具、工裝及設(shè)備資源信息。該類信息主要包括某個區(qū)域的設(shè)備種類、設(shè)備數(shù)量、設(shè)備能力及設(shè)備坐標(biāo)信息等信息。

3）中間產(chǎn)品信息。該類信息主要包括中間產(chǎn)品屬性及其狀態(tài)信息。本文中間產(chǎn)品主要包括舾裝單元、船用大型設(shè)備、分段、總段及巨型總段等。其中，舾裝單元數(shù)據(jù)主要包括三維尺寸、建造狀態(tài)及責(zé)任部門等；分段數(shù)據(jù)主要包括分段號、三維尺寸、投影尺寸、位置坐標(biāo)、理論質(zhì)量、建造狀態(tài)、駁運(yùn)吊裝路線及責(zé)任部門等；總段數(shù)據(jù)主要包括總段號、三維尺寸、投影尺寸、位置坐標(biāo)、理論質(zhì)量、建造狀態(tài)、駁運(yùn)路線及責(zé)任部門等。

用戶可將場地、工具、工裝及設(shè)備資源信息與中間產(chǎn)品信息結(jié)合分析，了解該區(qū)域的空間和設(shè)備條件是否滿足生產(chǎn)建造的需要，某中間產(chǎn)品是否可以在某區(qū)域進(jìn)行建造。

用戶也可根據(jù)所享有的權(quán)限查看廠區(qū)內(nèi)的船舶建造信息，系統(tǒng)也會不定期在頁面內(nèi)向生產(chǎn)管理者滾動播報重要信息。

3 系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

數(shù)據(jù)庫是可視化管理系統(tǒng)的重要組成部分之一，通過對系統(tǒng)功能中的信息管理進(jìn)行分析，建立大型數(shù)據(jù)庫，儲存所有數(shù)據(jù)信息，并能隨船舶建造進(jìn)度進(jìn)行及時更新。數(shù)據(jù)庫樣例見表1。

表1 數(shù)據(jù)庫樣例

1）數(shù)據(jù)測算、采集和分析。（1）在場地資源信息方面，信息比較完整，但仍有可能部分信息與實(shí)際情況不匹配，需通過讀取資料庫并測算實(shí)際場地對以往已經(jīng)收集整理的場地資源信息進(jìn)行梳理并核實(shí)。（2）在工具、工裝及設(shè)備資源信息方面，由于工裝、工具及設(shè)備在工作人員每天的使用過程中會產(chǎn)生磨損或損壞，直至報廢，因此需要對工具、工裝及設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時的測算、采集和分析，以免數(shù)據(jù)更新不及時導(dǎo)致生產(chǎn)管理者產(chǎn)生信息誤判，造成重大事故。此類信息可直接從工裝工具保障部門獲取，但需要對其進(jìn)行分析判斷，決定其是否可用。（3）在中間產(chǎn)品信息方面，由于中間產(chǎn)品在建造過程中會隨著時間的推移而產(chǎn)生更新，因此需要對其進(jìn)行及時測算、采集和分析。此類信息可直接從設(shè)計、調(diào)度和管理等部門獲取。

2）數(shù)據(jù)表達(dá)。信息數(shù)據(jù)過多會導(dǎo)致系統(tǒng)臃腫，因此本系統(tǒng)只針對場地資源、重要設(shè)備資源、關(guān)鍵中間產(chǎn)品等關(guān)鍵重要信息進(jìn)行表達(dá)。

3）數(shù)據(jù)存儲。將梳理完備的數(shù)據(jù)整合成數(shù)據(jù)庫，存儲在穩(wěn)定、安全且保密的設(shè)備中，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，以免由于系統(tǒng)出錯或崩潰導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，進(jìn)而增加數(shù)據(jù)梳理的工作量。

3.2 圖形庫構(gòu)建

建立圖形庫，將相關(guān)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容與其關(guān)聯(lián)。

1）圖形采集、分析和表達(dá)。本系統(tǒng)根據(jù)梳理完備的數(shù)據(jù)，利用建模軟件對場地、設(shè)備和中間產(chǎn)品以平面圖形形式進(jìn)行1∶1 的繪制，并生成圖片形式。對于場地資源圖，務(wù)必確保船塢、船臺及道路等按照實(shí)際模樣進(jìn)行繪制，保證準(zhǔn)確無誤。對于設(shè)備和中間產(chǎn)品，圖形表達(dá)無需按照實(shí)際模樣進(jìn)行繪制，只需用長方形和圓形等簡單的幾何圖形進(jìn)行表達(dá)。

2）圖形存儲。與數(shù)據(jù)存儲方式一致，將繪制好的圖形整合成圖形庫，存儲在穩(wěn)定、安全且保密的設(shè)備中。

3.3 系統(tǒng)展現(xiàn)辦法構(gòu)建

OA 系統(tǒng)是整合各種信息資源、推動各部門互聯(lián)、開展綜合信息服務(wù)、執(zhí)行綜合管理的系統(tǒng)。目前，大部門船企已實(shí)現(xiàn)了OA 系統(tǒng)的普及應(yīng)用。信息管理層次結(jié)構(gòu)見圖4，可以基于現(xiàn)有OA 系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫、圖形庫，通過網(wǎng)頁模式開發(fā)建設(shè)圖形化、動態(tài)化的船舶建造信息可視化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息高效傳遞、關(guān)鍵信息及時傳達(dá)、重要信息方便調(diào)取、信息直觀展現(xiàn)。

圖4 信息管理層次結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)頁面布局及樣式采用網(wǎng)頁編程方式實(shí)現(xiàn)，從以下4 個方面介紹本系統(tǒng)頁面的基本構(gòu)成情況：

1）由于OA 網(wǎng)絡(luò)為獨(dú)立封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在不方便接入網(wǎng)絡(luò)地圖的情況，將建模軟件繪制的廠區(qū)地圖以平面圖形形式調(diào)用為底圖，通過屬性指定用作底圖的圖像，設(shè)置相關(guān)參數(shù)對底圖進(jìn)行縮放。

3）通過標(biāo)簽及其屬性設(shè)置超鏈接，當(dāng)用戶點(diǎn)擊某個中間產(chǎn)品圖標(biāo)，彈出一個獨(dú)立的窗口以展示該中間產(chǎn)品的詳細(xì)信息。同時通過標(biāo)簽及其屬性設(shè)置鼠標(biāo)懸停響應(yīng)功能，當(dāng)鼠標(biāo)懸停在某個工具、工裝、設(shè)備或者中間產(chǎn)品的圖標(biāo)上時，以彈出窗口的形式顯示其關(guān)鍵重要信息。

4）當(dāng)產(chǎn)生關(guān)鍵重要事件時，為讓生產(chǎn)管理者及時了解到事件的相關(guān)信息，需要通過@keyframes規(guī)則設(shè)置滾動播放功能。

4 結(jié)論

本文基于辦公自動化平臺，構(gòu)建一個船舶建造信息可視化管理系統(tǒng)。通過網(wǎng)頁編程將場地、工具、工裝、設(shè)備及中間產(chǎn)品等船舶建造信息以動態(tài)圖形、彈窗文字等生動形象的方式進(jìn)行可視化管理。研究表明：該系統(tǒng)可方便高效地查詢信息，及時有效地輔助生產(chǎn)管理，提高工作效率。研究成果可為船舶建造信息可視化管理提供一定參考。由于本文暫未全面細(xì)致地描述系統(tǒng)的構(gòu)建，僅對基本功能進(jìn)行必要的描述，該系統(tǒng)仍有很大空間可以進(jìn)行優(yōu)化完善，比如在中間產(chǎn)品信息方面，可增加其生產(chǎn)計劃，在生產(chǎn)管理者進(jìn)行決策時提供幫助。在系統(tǒng)功能方面，可增加預(yù)警功能，如某中間產(chǎn)品生產(chǎn)完成節(jié)點(diǎn)將要到來，提前向生產(chǎn)管理者發(fā)出警告提示。